(57)【要約】【課題】  ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことのできる半導体検査装置及び半導体検査方法を提供する。【解決手段】  複数のボンディングパッド４５を有する半導体素子４０の半導体検査装置であって、ボンディングパッド４５と電気的接続を行う測定端子１２を有するプローブカード１０と、ボンディングパッド４５上若しくは測定端子１２端部に導電体液５０を供給する導電体液供給ノズル１４と、ボンディングパッド４５に測定端子１２端部を導電体液５０を介して電気的に接続し、半導体素子４０の特性検査を行う測定コントローラ２０と、を備えることを特徴としている。【選択図】  図１
2007299950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を有する半導体素子の半導体検査装置であって、
前記電極と電気的接続を行う測定端子を有するプローブカードと、
前記電極上若しくは前記測定端子端部に導電体液を供給する導電体液供給手段と、
前記電極に前記測定端子端部を前記導電体液を介して電気的に接続し、前記測定端子を用いて、前記半導体素子の特性検査を行う半導体検査手段と、
を備えることを特徴とする半導体検査装置。
【請求項２】
前記導電体液供給手段は、前記電極上若しくは前記測定端子端部に前記導電体液を供給するための導電体供給ノズルを有し、
前記導電体供給ノズルは、前記測定端子に隣接するように設けられることを特徴とする請求項１記載の半導体検査装置。
【請求項３】
前記測定端子のピッチ幅は、前記電極間のピッチ幅の１／ｎ倍（ｎ：整数）であり、前記測定端子は、前記電極数よりも多く、格子状に配列されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体検査装置。
【請求項４】
前記導電体液供給手段は、前記電極上若しくは前記電極に対応する位置に配置される前記測定端子端部に前記導電体液を供給し、前記半導体検査手段は、前記電極と電気的に接続した前記測定端子を用いて、前記半導体素子の特性検査を行うことを特徴とする請求項３記載の半導体検査装置。
【請求項５】
半導体素子の電極上若しくは測定端子端部に導電体液を供給する工程と、
前記電極を前記導電体液を介して前記測定端子端部と電気的に接続させる工程と、
前記導電体液に前記測定端子端部を接触させた状態で前記半導体素子の特性を検査する工程と、
前記電極上から前記導電体液を除去する工程と、
を備えることを特徴とする半導体検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体検査装置及び半導体検査方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の検査方法は、半導体ウェハに形成されている半導体装置のボンディングパッドに検査装置のプローブの先端を直接押し当てることにより、外部の試験装置と半導体装置の一時的な電気的な接続を実現して、電気的特性試験が行われていた。
【０００３】
しかしながら、一般的にプローブの材質はボンディングパッドの材質よりも硬いため、従来の電気的接続の方法では、プローブを押し当てた圧力により、ボンディングパッドの表面が損傷を受けていた。このボンディングパッドの損傷は、接触抵抗の増加を引き起こし、複数回の電気的特性試験を行う従来の半導体装置の検査方法では、正確な測定を行うことが困難で、また、後工程におけるボンディングにも支障をきたしていた。
【０００４】
なお、この種の関連技術として、半導体装置の検査方法の一例が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−６８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことのできる半導体検査装置及び半導体検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様の半導体検査装置は、複数の電極を有する半導体素子の半導体検査装置であって、前記電極と電気的接続を行う測定端子を有するプローブカードと、前記電極上若しくは前記測定端子端部に導電体液を供給する導電体液供給手段と、前記電極に前記測定端子端部を前記導電体液を介して電気的に接続し、前記測定端子を制御することにより、前記半導体素子の特性検査を行う半導体検査手段と、を備えることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明の他態様の半導体検査方法は、半導体素子の電極上若しくは測定端子端部に導電体液を供給する工程と、前記電極を前記導電体液を介して前記測定端子端部と電気的に接続させる工程と、前記導電体液に前記測定端子端部を接触させた状態で前記半導体素子の特性を検査する工程と、前記電極上から前記導電体液を除去する工程と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１０】
図1に本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図を示す。図２に本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図を示す。
【００１１】
図1に示すように、本発明の実施例1に係る半導体検査装置は、プローブカード１０と、測定コントローラ２０と、導電体液供給装置３０とを有している。
【００１２】
プローブカード１０は、測定コントローラ２０と、導電体液供給装置３０にそれぞれ接続され、半導体素子４０のボンディングパッド４５と電気的接続を行う。ここで、図１の半導体素子４０のボンディングパッド４５は、一つの半導体素子４０中に複数のボンディングパッド４５を有し、また、半導体素子４０は半導体ウェハ中に複数形成されている。図１の半導体素子４０及びボンディングパッド４５は、その半導体ウェハの一部分を表している。
【００１３】
測定コントローラ２０は、半導体素子４０のボンディングパッド４５と電気的に接続したプローブカード１０に電気的特性試験に必要な電流・電圧供給を行い、半導体素子４０の電気的特性試験を行う。
【００１４】
導電体供給装置３０は、プローブカード１０に導電体液５０を供給し、プローブカード１０から半導体素子４０のボンディングパッド４５上に導電体液５０を供給する。そのため、プローブカード１０と半導体素子４０を、従来用いていたプローブ針等で直接ボンディングパッド４５に接触させることなく、導電体液５０を介して電気的に接続させることができる。
【００１５】
また、プローブカード１０は、測定コントローラ２０に接続される測定端子１２と、導電体液供給装置３０に接続される導電体液供給ノズル１４とを備える。測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４は、お互い隣接する位置に設けられ、図２に示すように、半導体素子４０のボンディングパッド４５に対応する位置にそれぞれ設けられている。測定端子１２は、測定コントローラ２０から半導体素子４０のボンディングパッド４５へ半導体素子４０の電気的特性試験を行うための電流・電圧等の制御信号が供給される。導電体液供給ノズル１４は、導電体液供給装置３０から導電体液５０が供給され、半導体素子４０のボンディングパッド４５上に導電体液５０を供給する。そのため、プローブカード１０と半導体素子４０を、従来用いていたプローブ針等で直接ボンディングパッド４５に接触させることなく、導電体液５０を介して電気的に接続することができる。
【００１６】
ここで、測定端子１２は、図１中では、導電体液５０と接触させる面が平坦になっているが、導電体液５０との電気的接触をよくするために、プローブカード１０のデバイス面側から突出した形状であってもかまわない。導電体液供給ノズル１４は、例えば、所定のタイミングで半導体素子４０のボンディングパッド４５上に導電体液５０を供給するために、スポイド式やインクジェット式のノズルを用いることができる。また、導電体液５０の供給の制御は、導電体液供給装置３０で行ってもかまわないし、導電体液供給ノズル１４が制御してもかまわない。また、導電体液５０として、電気抵抗が小さく、温度変化により電気抵抗の変化が少ないものがよい。また、測定端子１２と導電体液供給ノズル１４は、一体化していてもかまわない。つまり、測定端子１２を導電体液ノズル１４内に設けてもよいし、導電体液ノイズ１４を測定端子１２内に設けてもよい。さらに、導電体液ノズル１４の管自身を測定端子に用いてもよい。
【００１７】
次に、以上より構成される半導体検査装置を用いた半導体素子の検査方法を図１を参照にしながら説明する。図３は、本発明の実施例1に係る半導体検査装置を用いた半導体素子の検査方法を示すフローチャートである。
【００１８】
図３に示すように、プローブカード１０を所定の半導体素子４０上に移動させる（Ｓ１０１）。このとき、半導体素子４０のボンディングパッド４５とプローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４が対向するようにプローブカード１０を移動させる。そして、導電体液供給ノズル１４から導電体液５０が供給されたとき、ボンディングパッド４５と測定端子１２と電気的に接続するように近づけておく。
【００１９】
次に、導電体液供給装置３０からプローブカード１０の導電体液供給ノズル１４に導電体液５０を供給し、ボンディングパッド４５上に導電体液５０を供給する（Ｓ１０２）。これにより、プローブカード１０の測定端子１２は、導電体液５０を介して、ボンディングパッド４５と電気的に接続される。つまり、測定端子１２はボンディングパッド４５と接触することなく電気的に接続される。
【００２０】
次に、測定コントローラ２０を用いて、半導体素子４０の電気的測定試験を行う（Ｓ１０３）。このとき、電気的測定試験は、冷却装置やヒータを用いることにより、半導体ウェハを冷却したり、加熱したりしながら、様々な温度条件で検査を行うことができる。
【００２１】
次に、所定の半導体素子４０の電気的特性試験が終了すると、半導体ウェハ上の半導体素子４０の電気的特性試験が終了したかどうか確認する（Ｓ１０４）。
【００２２】
このとき、まだ半導体ウェハ上に電気的特性試験を終えていない半導体素子４０がある場合は、その半導体素子４０の電気的特性試験を行い、ステップＳ１０１からステップＳ１０４のステップを繰り返す。
【００２３】
すべての半導体ウェハ上の半導体素子４０の電気的特性試験が終了すると、すべての半導体素子４０のボンディングパッド４５上に供給された導電体液５０の除去を行う（Ｓ１０５）。
【００２４】
以上より、一連の半導体検査装置の半導体素子４０の検査は終了する。
【００２５】
ここで、本発明の実施例１に係る半導体検査装置の半導体素子４０の検査方法として、プローブカード１０の測定端子１２を半導体素子４０のボンディングパッド４５に近づけ、半導体素子４０のボンディングパッド４５上に導電体液５０を供給し、半導体素子４０とプローブカード１０を電気的に接続させていたが、それ以外にも、測定端子１２の先端に導電体液５０を供給したあと、半導体素子４０にプローブカード１０を近づけ、半導体素子４０とプローブカード１０を導電体液５０を介して電気的に接続させてもかまわない。
【００２６】
以上より、本発明に係る半導体検査装置は、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。
【実施例２】
【００２７】
図４に本発明の実施例２に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図を示す。図５に本発明の実施例２に係る半導体検査装置の一部を示す斜視図を示す。
【００２８】
本実施例の実施例1との違いは、実施例1では、図1に示すように、プローブカード１０の測定端子１２に隣接する位置に導電体液供給ノズル１４が設けられ、プローブカード１０の測定端子１２ごとに導電体液供給ノズル１４が設けられていたが、本実施例では、図４に示すように、プローブカード１０の測定端子１２に隣接しないプローブカード１０の端部若しくは独立する形で導電体液供給ノズル１４が設けられている。尚、その他の実施例１と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
【００２９】
また、図５に示すように、導電体液供給ノズル１４は、プローブカード１０の測定端子１２が設けられている位置に対応するように、プローブカード１０の端部若しくは独立する形で、図中の奥行き方向に一列に配置されている。ここで、導電体液供給ノズル１４は、一列に限定されず、複数列有していてもよい。また、プローブカード１０の測定端子１２は、半導体素子４０のボンディングパッド４５のある場所に対応するように設けられている。
【００３０】
半導体素子４０の検査方法の実施例１との違いは、ステップＳ１０１を行った後、ステップＳ１０２で半導体素子４０のボンディングパッド４５上に、一列ずつ若しくは複数列ずつ導電体液５０を供給していく。このとき、半導体素子４０の中央部などのボンディングパッド４５がない場所には、導電体液５０は供給されず、ボンディングパッド４５がある場所に選択的に導電体液５０が供給されるように、導電体液供給装置３０若しくは導電体液供給ノズル１４が制御される。
【００３１】
そのあとのステップＳ１０３からＳ１０５については、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００３２】
以上のように構成される本実施例の半導体検査装置は、実施例１と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。
【００３３】
また、本実施例の半導体検査装置は、導電体液供給ノズルをプローブカードの測定端子に隣接しない位置であるプローブカードの端部若しくは独立するように設けているので、導電体液供給ノズルの数を減らすことができ、半導体検査装置の製造コストを下げることができる。また、導電体液供給ノズルをプローブカードから独立した形で設けることにより、現状のプローブカードに導電体液供給機構を付加するだけで容易に本実施例の半導体検査装置を実現することできる。
【実施例３】
【００３４】
図６は、本発明の実施例３に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図である。
【００３５】
本実施例の実施例1との違いは、実施例1では、図1に示すように、プローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４の位置を半導体素子４０のボンディングパッドの位置に対応するように設けられていたが、本実施例では、図６に示すように、プローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４を、例えば、ある所定のピッチで格子状に多数設けている。尚、その他の実施例１と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
【００３６】
具体的には、本実施例では、図６に示すように、プローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４を、半導体素子のボンディングパッド４５のピッチと同じ間隔で格子状に配置し、測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４の数を半導体素子４０のボンディングパッド４５の数よりも多く設けている。
【００３７】
そのため、図３に示す半導体素子４０の検査方法では、半導体素子４０のボンディングパッド４５上への導電体液５０の供給（Ｓ１０２）は、ボンディングパッド４５のある位置にだけ導電体液５０が供給されるように、導電体液供給装置３０若しくは導電体液供給ノズル１４は制御される。
【００３８】
また、上記したように測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４は、ある所定のピッチで格子状に配列されているため、例えば、測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４のピットよりも２倍広いボンディングパッド４５のピッチを有する半導体素子４０を検査する場合は、本実施例の半導体検査装置をそのまま用いて検査を行うことができる。つまり、ボンディングパッド４５の位置に対応する導電体液供給ノズル１４から導電体液５０の供給を行い、測定端子１２と電気的に接続することにより、ピッチの広い半導体素子４０でも電気的特性試験を行うことができる。
【００３９】
ここで、測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４のピッチを半導体素子４０のボンディングパッド４５と同じピッチと述べたが、測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４のピッチ幅は、できる限り狭い方がよく、ある半導体素子４０のボンディングパッド４５のピッチ幅の１／ｎ倍（ｎ：整数）のピッチ幅を有することも可能である。また、測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４の位置は、必ずしも格子状に限定されるわけではない。
【００４０】
以上より本実施例に示す半導体検査装置は、実施例１と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。
【００４１】
また、プローブカードの測定端子及び導電体液供給ノズルを所定の間隔で格子状に多数配列することにより、様々なピッチの半導体素子を電気的特性試験することができる。そのため、これまで、半導体素子ごとに必要であったプローブカードを用意する必要が無く、半導体素子の検査コストを低減することができる。
【実施例４】
【００４２】
図７は、本発明の実施例４に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図である。
【００４３】
本実施例の実施例２との違いは、実施例２では、図４に示すように、プローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４の位置を半導体素子４０のボンディングパッドの位置に対応するように設けられていたが、本実施例では、図７に示すように、プローブカード１０の測定端子１２を、例えば、ある所定のピッチで格子状に多数設け、導電体液供給ノズル１４を測定端子１２と同じピッチで、図中の奥行き方向に一列又は複数列設けている。尚、その他の実施例と同一の構成については、同一の符号を附して説明を省略する。
【００４４】
本実施例のプローブカード１０の測定端子１２及び導電体液供給ノズル１４の配置や半導体検査方法については、上記各実施例と同様であるので説明は省略する。
【００４５】
以上より本実施例に示す半導体検査装置は、実施例１と同様、プローブカードの測定端子とボンディングパッドを接触させること無く、電気的特性試験を行えるので、ボンディングパッドの表面の損傷を極力減らすことができる。そして、ボンディングパッド表面の損傷に伴う測定抵抗の上昇を減らすことができるので、電気的特性試験の測定回数の制約をなくすことができる。
【００４６】
また、本実施例の半導体検査装置は、導電体液供給ノズルをプローブカードの測定端子に隣接しない位置であるプローブカードの端部若しくは独立するように設けているので、導電体液供給ノズルの数を減らすことができ、半導体検査装置の製造コストを下げることができる。また、導電体液供給ノズルをプローブカードから独立した形で設けることにより、現状のプローブカードに導電体液供給機構を付加するだけで容易に本実施例の半導体検査装置を実現することできる。
【００４７】
また、プローブカードの測定端子及び導電体液供給ノズルを所定の間隔で格子状に多数配列することにより、様々なピッチの半導体素子を電気的特性試験することができる。そのため、これまで、半導体素子ごとに必要であったプローブカードを用意する必要が無く、半導体素子の検査コストを低減することができる。
【００４８】
なお、本発明は、上述したような各実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図。
【図２】本発明の実施例1に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図。
【図３】本発明の実施例1に係る半導体検査装置を用いた半導体素子の検査方法を示すフローチャート。
【図４】本発明の実施例２に係る半導体検査装置を概略的に示した断面図。
【図５】本発明の実施例２に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図。
【図６】本発明の実施例３に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図。
【図７】本発明の実施例４に係る半導体検査装置を概略的に示した斜視図。
【符号の説明】
【００５０】
１０  プローブカード
１２  測定端子
１４  導電体液供給ノズル
２０  測定コントローラ
３０  導電体液供給装置
４０  半導体素子
４５  ボンディングパッド
５０  導電体液
【図１】
2007299950.tif 000003
【図２】
2007299950.tif 000004
【図３】
2007299950.tif 000005
【図４】
2007299950.tif 000006
【図５】
2007299950.tif 000007
【図６】
2007299950.tif 000008
【図７】
2007299950.tif 000009